两相体介质阻挡放电研究

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介质阻挡放电(DBD)广泛用于材料表面处理,环境污染处理等领域,而关于两相体介质阻挡放电(TPM-DBD)的研究还很少报道,因此TPM-DBD研究是一个新的重要研究领域。本文主要进行了两方面的工作:一是在现有气相DBD模型的基础上,提出了更加符合DBD特征的电路模型。二是对TPM-DBD进行了初步实验研究。现有的电路模型仅能模拟一种放电电流,而DBD放电电流有多峰和单峰两种放电电流。鉴于这个特征,我们提出了含有电感L的电路模型。该模型能同时模拟单峰和多峰电流。随着频率的增高,电流脉冲个数减少。通过不同的电感L、电容Cmem组合,我们得到了在固定频率下放电电流从多峰电流向单峰电流转变的过渡曲线。通过分析,我们可以得出:在固定电容Cmem下,随着电感L增大,电流脉冲逐渐减少,最后变为单峰电流;频率越高,单峰电流L,Cmem的选择范围越大。结合曲线,我们分析了气隙间距和电源频率的变化给放电带来的影响,结论与已有的实验现象一致。小米-空气、沙-空气TPM-DBD不同于气相DBD的现象有:(1)气固TPM-DBD表现为颗粒表面的电晕放电。固体颗粒表面的电晕,正弦位移电流上叠加的小电流脉冲(明显不同于气相DBD放电)以及不规则的放电图像说明了此现象。(2)气固TPM-DBD中,固相物的体积分数对放电有明显的影响。当固相物体积分数较小时,放电以气中微放电为主,放电电流与气相DBD放电电流相似,但颗粒表面的电晕放电明显抑制了颗粒周围垂直电场方向的气体中的微放电;当固相物体积分数适中时,放电为气中微放电和颗粒表面的电晕放电的混合结构。当固相物体积分数达到填充床状态时,放电以固体颗粒表面电晕放电为主,放电电流脉冲幅值较小。气雾TPM-DBD区别于气相DBD之处在于:喷雾后放电出现“极性效应”,正半周的电流脉冲幅值大于负半周的电流幅值;通过对比性实验证明,气流不是产生“极性效应”的因素;气雾放电图像未呈现出规则图案。
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